有機(jī)氟硅對(duì)聚氨酯乳液性能的影響研究.pdf

1、聚氨酯是聚氨基甲酸酯的簡稱，通常是由多異氰酸酯與多元醇（含活潑氫的化合物）反應(yīng)生成的。水性聚氨酯以水為分散介質(zhì)，具有不污染環(huán)境、不燃、容易加工等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已得到廣泛應(yīng)用。但由于聚氨酯普遍存在熱穩(wěn)定性差、耐水性差、初黏性低、固含量低等問題，限制了其應(yīng)用。對(duì)聚氨酯進(jìn)行改性，可以很好的提高聚氨酯的綜合性能，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。
　　有機(jī)氟化合物具有很高的電負(fù)性和較小的原子半徑，全氟碳烷中主鏈鏈接的氟原子沿著碳鏈作螺旋狀分布，使有機(jī)氟化合物具有

2、很好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)惰性。C-F鍵長短，C-F鍵特穩(wěn)定，這賦予了有機(jī)氟聚合物不粘、耐水及耐油性。有機(jī)硅化合物中聚硅氧烷分子結(jié)構(gòu)呈螺旋狀，使得硅氧鏈之間相互作用小，具有優(yōu)異的低溫柔順性。有機(jī)硅聚合物可在-50～-200℃范圍內(nèi)使用，具有良好的耐熱耐候性、電氣絕緣性。
　　目前，分別利用有機(jī)氟與有機(jī)硅對(duì)聚氨酯聚合物進(jìn)行改性國內(nèi)外已有許多報(bào)道，并取得了很好的效果，但同時(shí)利用有機(jī)氟硅改性聚氨酯的報(bào)道還較少。隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，有機(jī)氟聚

3、合物逐漸暴露出柔順性差的缺點(diǎn)，有機(jī)硅聚合物存在著耐化學(xué)介質(zhì)差的缺陷。在聚氨酯聚合物中同時(shí)引入有機(jī)氟基團(tuán)和有機(jī)硅鏈段，利用氟元素和硅元素皆向膜表面富集的特點(diǎn)，可有效結(jié)合兩者的優(yōu)點(diǎn)，使聚氨酯膜的表面性能得到更好的改善，拓寬其應(yīng)用范圍。本課題分別合成了有機(jī)氟硅改性的聚醚型聚氨酯乳液和有機(jī)氟改性的聚酯型聚氨酯乳液，并分別研究了其乳液及涂膜的性能。主要研究內(nèi)容、方法如下:包括以下幾個(gè)部分:
　　1.由3-全氟正己基-1，2-環(huán)氧丙烷經(jīng)甲胺兩

4、次開環(huán)制備了N，N-二（2-羥基-3-全氟己基-丙基）甲胺（以下簡稱含氟二元醇），通過正交試驗(yàn)確定了反應(yīng)的最佳條件:3-全氟正己基-1，2-環(huán)氧丙烷與甲胺的投料比為1∶20;兩步反應(yīng)的溫度、時(shí)間分別為室溫、8h和65℃、15h。以異佛爾酮二異氰酸酯、含氟二元醇、乙二胺為硬段，二羥甲基丙酸為親水?dāng)U鏈劑，三乙胺為中和劑，聚四氫呋喃醚二醇、羥基硅油為軟段，制備出了不同氟硅含量的聚醚型聚氨酯乳液。
　　2.利用FT-IR、TGA、DLS、

5、GPC、EDS、接觸角測試等對(duì)合成的聚醚型聚氨酯乳液及涂膜的性能進(jìn)行表征，結(jié)果表明:隨著有機(jī)氟含量的上升，乳液粒徑增大，涂膜與水的接觸角增大，硬度增加;隨著有機(jī)硅含量的增加，聚氨酯的熱分解溫度增大;EDS測得涂膜中氟硅含量均大于其理論含量，表明氟硅在成膜過程中向膜表面發(fā)生了遷移。經(jīng)綜合性能比較，當(dāng)有機(jī)硅添加量為總投加量的7％，有機(jī)氟添加量為總投加量的8％時(shí)，涂膜具有最佳性能。
　　3.由己二酸和乙二醇高溫縮聚制備出聚己二酸乙二醇酯